◎ 動物的協調作用
引用︰http://vschool.scu.edu.tw/happy1/project1/course/chapter3/section5.htm
生活的內外環境是多變的,為了自身及親人的健康著想,咱們可要善加調適才行。
生物生活的內在與外在環境是多變的。
環境中的任何變化,都會對生物體形成刺激,
生物體為了適應多變的環境,對這些刺激均會產生適當的反應。
動物體藉神經系統和內分泌系統的作用,可以協調身體各部分的活動,來應付環境的變化。
動物具有受器,可以感受環境的刺激;
以人為例:眼、耳、鼻、舌分別能接受光、聲、氣、味的刺激,
皮膚內則有多種受器,分別接受溫度、接觸及壓力等刺激(圖3-5-1)。
受器接受刺激後,能將訊息傳遞到神經系統,然後由神經系統研判並發出命令傳到動器,最後由動器(肌肉或腺體)產生反應。從接受刺激到產生反應,所經過的一段時間,叫「反應時間」(活動5-1)。動物藉由上述刺激--反應的過程來緊急應變、逃避敵害、覓食、求偶,使個體得以生存。
1. 神經系統
神經系統是動物體最重要的連絡和控制系統,它能測知環境的變化,決定如何應付,並指示身體做出適當的反應,使動物體內能進行快速、短暫的訊息傳達。
人體的神經系統,包括腦、脊髓和神經(圖3-5-2)。腦和脊髓是神經系統的中樞,本質柔軟,分別位於腦殼和脊柱中,藉以獲得保護。腦和脊髓的表面有包膜,可以防止運動時,和它周圍的頭骨成脊椎碰撞。
1-1. 腦:腦是人體一切感覺、運動、思考、記憶、情感、語言等活動的總指揮部。它的主要部位有大腦、小腦和腦幹。
(1) 大腦:人類的大腦十分發達,分成左右兩半球,左半球控制右半身的活動,右半球控左半身的活動。大腦半球又分為許多區域,分別主管運動、感覺、語言、記憶和思考等(圖3-5-3)(活動5-2、5-3)。
(2) 小腦:小腦位於大腦下方,也分為左右兩個半球。它的功用在協調全身肌肉的活動,以維持身體的平衡,所以動作敏捷的動物如鳥類,其小腦特別發達。
(3) 腦幹:腦除大腦與小腦外,其它部分合稱腦幹。腦幹內有控制心搏、呼吸、體溫及飲食的中樞,並有控制如吞嚥、咳嗽、噴嚏、眨眼、嘔吐及唾腺分泌等反射作用的中樞。腦幹受損,易導致死亡。腦的體積雖小,需氧量卻當大,即使短時間供應不足,也會使人暈倒,若供應斷絕較長時間,腦就會因缺氧而受到嚴重的損害,可使人癱瘓或死亡。
1-2. 脊髓:脊髓呈長管狀,能將身體各受器送來的訊息,向上傳達到腦,並將腦發出的指令傳達到動器以引發反應外,它還能命令四肢產生反射動作。
1-3. 神經:人體由腦發出的神經,共有十二對,分別分布於眼、耳、舌、鼻和頭部肌肉、肩部肌肉及內臟等部位,以傳導訊息。脊髓發出的脊神經有三十一對,分布於軀幹、四肢及內臟。依照生物體對接受刺激後所產生的傳導路徑,例如神經可以將受器接受刺激的訊息傳到腦或脊髓,也可以將腦或脊髓發出的命令傳達到動器,使動器發生反應,而將神經區分為感覺神經和運動神經二種。
(1) 感覺神經:例如手部到熱燙的東西,皮膚中的受器便將訊息經由神經傳到脊髓,這種將訊息由受器傳導到中樞的神經,稱為感覺神經。
(2) 運動神經:脊髓接收到熱燙的訊息後,便命令臂部肌肉收縮而將手縮回,這種將命令由中樞傳至動器的神經,稱為運動神經。
由前述可知,手遇熱燙而縮回的訊息傳導途徑,是由受器到脊髓,再由脊髓到動器,所以不涉及大腦的意識,這種不是由大腦意識所控制的反應,叫做反射(圖3-5-4)。反射常發生在瞬息之間,所以十分快速,在日常生活中,是用來應付外界刺激的緊急措施,也是爭取時間和節省腦力的有效方法。此外,眨眼、噴嚏以及唾腺分泌等,也都是反射作用,這些反射的協調中樞都在腦內,所以腦也有反射的功能。脊髓也可將 息再向上傳到腦,例如手部到燙物,不僅發生反射,將手立刻縮回,並且可以將這一訊息傳至大腦,是引起痛的感覺(圖3-5-5)。感到痛與大腦的意識有關,所以不算是反射作用。
2. 內分泌系統
人體的內分泌系統(圖3-5-6),主要包括腦垂腺、甲狀腺、副甲狀腺、胰島、腎上腺和性腺(卵巢、睪丸)等內分泌腺。這些內分泌腺能分泌各種激素,激素藉改變體內的化學變化,來協調生理機能及身體各部的活動;激素的分泌量必須適中,過多或過少,對生物體都不利。由於激素隨血液輸送到它作用的細胞,對生物體的影響較緩慢而持久。
2-1. 腦垂腺:腦垂腺位於腦的下方,能分泌多種激素,有的可以促進身體(尤其是骨骼)的生長,若幼年時分泌過多會 長成巨人,分泌過少則成為侏儒;有的激素和生殖有關;有的激素可以影響其他內分泌腺的活動,所以腦垂腺是內分泌系統的總指揮。
2-2.甲狀腺:甲狀腺位於喉部氣管兩旁,所分泌的激素稱為甲狀腺激素,有刺激細胞代謝的作用,細胞需有適當的甲狀腺激素才能維持正常的代謝,人體生殖器的發育也和這種激素有關。人在兒童期甲狀腺分泌不足,身體的生長發育及智力發展,都會受阻。甲狀腺分泌過多時,患者代謝旺盛,組織活動增多,神經特別興奮,心跳加快,身體消瘦,而且大部分的患者有眼球突出的症狀。副甲狀腺包埋於甲狀腺內,可分泌副狀腺素,用以調節體內鈣與磷的量,分泌太少,血液含鈣量過低,動物會抽搐甚至死亡。
2-3. 胰臟:胰臟不但能分泌消化液,也能分泌激素。它分泌激素的組織,叫做胰島,能分泌胰島素。胰島素可以使血液中的葡萄糖入細胞,並促使細胞利用糖分或將之變成肝糖而儲存。胰島素缺少時,細胞不能利用或儲藏糖分,血液中葡萄量增加,於是會隨尿液排出,叫做糖尿病。升糖素能使肝糖分解,生高血糖弄濃度。
2-4. 腎上腺:腎上腺位於腎臟的上方,可分泌腎上腺素。生物在發怒或恐懼時,腎上腺素的分泌量便大增,使儲藏在肝臟中的肝糖轉變為葡萄糖而釋放到血液中,以增加血液中的糖分。腎上腺素同時也可促使心搏加快,腸胃運動減慢,並使肌肉的血管擴張,增加血液量,以作有力持久的收縮。因此,發怒或恐懼時,會產生一股強大的力量來應變。
2-5. 性腺:卵巢和睪丸除分別產生卵及精子外,還可以分泌激素,所以也是一種內分泌腺,稱為性腺,性腺分泌的激素可以生物表現不同的性別特微,例如女人的聲音高尖、乳房發達;男人的聲音低沈、鬍鬚濃密。
3. 動物的行為
動物在接受環境刺激時,會表現出種種行為。例如:趨性、反射、言語、獵捕、攝食、求偶、育幼、定向、通訊 、遷徙等(圖1、2、3、4、5、6)。我們在日常生活中,常可觀察到動物的一些行為。例如:有些蛾類撲火的正趨光行為,蚯蚓鑽地的負趨光行為;狗在行走時,沿途頻頻小便,留下記號以作為回程的指標的行為等。螞蟻遷移時,能分泌一種費洛蒙,引領同伴們循此共同路徑前進;蜜蜂能利用不同的舞姿與同伴通訊,表達食物的方位和距離。因此,各種動物都各有其特殊的行為表現。
動物的行為通常是與生具有的本能,有的行為和內分泌有關,但有的行為可以經由學習而改變。動物由低等到高等,各有不同的學習方法。高等動物的神經系統能將學習所獲得的訊息記憶下來,供需要時使用。